基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统

为改进传统农业专家系统的决策性能,动态表达其决策结果,提出并实现了基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统.介绍了系统的总体框架与功能模块,分析了系统实现的若干关键技术,如开发工具、知识表示方法、知识库的构建、虚拟番茄生长模型等.系统综合运用推理、预测、可视化与解释等机制帮助用户设计栽培管理方案,可视化模拟和预测温室番茄的生长发育进程.基于虚拟生长模型的温室番茄栽培管理专家系统初步实现了积温模型、形态发生模型与专家系统知识模型的综合集成,更适合温室番茄栽培管理的实际需要.试验表明该系统具有较好的应用前景.     

日光温室番茄长季节生产专家系统的研制

为了实现对温室番茄长季节生产的定量管理，对生产提供决策指导，根据温室番茄长季节栽培技术规范研制了温室番茄长季节生产专家系统。依靠对有效积温的计算，结合设施环境条件和番茄的生长发育期拟合番茄的生长阶段、成熟期及病虫害的发生规律与环境温湿度、有效积温之间的关系，为温室番茄生产向定量化、智能化管理创造了条件。通过将专家研究资料与计算机技术相结合，为温室番茄长季节高产高效栽培技术的推广提供途径。     

不同果实负载下温室黄瓜干物质分配的模拟

黄瓜是中国温室栽培的最主要作物之一,果实负载决定着果实发育和产量,构建不同果实负载下温室黄瓜干物质分配模型对温室黄瓜栽培管理具有重要的理论意义和实践价值。根据温室黄瓜生长对光温需求,以辐热积（TEP）为尺度建立温室黄瓜干物质分配模型,并用与建模试验不同的试验数据进行模型检验。模型对温室黄瓜茎、叶和果实干质量的预测结果与实测值1∶1线回归估计标准误（RMSE）和决定系数（R2）分别为223.08、119.23、316.34 kg/hm2和0.76、0.73、0.75,模型的预测结果与实测值之间的吻合度较好。     

温室甜椒生长与产量预测模型

基于光温的作物生长模拟模型是进行温室作物和环境优化调控的有力工具。通过不同品种、不同生态地点的温室播期试验,定量分析辐射和温度对甜椒干物质分配和果实采收指数的影响,以及果实干物质量增长和鲜质量增长的关系,建立以辐热积为预测指标的甜椒干物质分配模型,并将其与光合作用驱动的干物质生产模型以及果实干物质量增长和鲜质量增长的定量关系相结合,建立温室甜椒生长动态与产量预测模型。利用与建模相独立的试验资料对模型进行检验,结果表明,模型对Venlo型连栋温室和日光温室中种植的不同品种甜椒的干物质生产与分配和产量的预测结果较好,建立的模型参数少且易获取,实用性较强,可以为中国温室甜椒生产中光温的管理提供决策支持。     

温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型初步研究

依据温室黄瓜(Cucumis sativus)器官生长与温度和辐射的关系,建立了基于分配指数和采收指数的温室黄瓜干物质分配与产量预测模拟模型,并利用不同品种和基质的试验资料对模型进行了检验。结果表明,模型对黄瓜地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、果实干重的预测结果与1∶1直线之间的R²分别为0.98,0.73,0.83,0.92,0.94;RMSE分别为232,6.8,157.6,173.9,196.8 kg/hm²。模型对黄瓜产量的预测结果与1∶1直线之间的R²为0.80,RMSE为7526.4 kg/hm²。本模型对不同基质、品种的黄瓜干物质分配和产量的预测值与实测值符合度均较高,说明本模型的普适性较好。模型不仅能较好地预测中国现有生产水平下温室黄瓜的干物质分配及产量,而且可以为实现中国温室黄瓜生产环境优化调控和模式化栽培管理提供决策支持。     

温室蝴蝶兰干物质分配及产品上市期模拟研究

为对温室蝴蝶兰生育过程的基本规律和量化关系有一个清楚的理解和认识,并对其生长系统的动态行为进行预测,从而辅助进行对蝴蝶兰生长和生产系统的适时合理调控,本研究根据温室蝴蝶兰器官生长与温度和辐射的关系,建立了基于分配指数的温室蝴蝶兰干物质分配及产品上市期的模拟模型,并利用试验资料对模型进行了检验。模拟系统是采用C Builder6.0为编程语言,在Pentium(R)4 CPU、512 MB内存计算机、中文Windows XP操作平台上开发的可执行模型系统。研究结果表明,模型对地上部分干重、根干重、茎干重、叶干重、花梗和花干重的模拟结果与实测值均符合较好,模拟结果与实测值之间的拟合度值分别为0.99、0.99、0.94、0.98、0.97和0.99(均为0.01水平显著相关),预测相对误差分别为1.19%、1.79%、5.66%、1.22%、2.90%和1.53%。与已有的温室作物生长模型相比,本研究建立的模型预测精度较高、功能全面,且模型参数易获取,具有较强实用性。模型能够预测温室蝴蝶兰干物质分配及产品上市期,从而为温室蝴蝶兰生产管理和环境调控的优化提供决策支持。     

东北日光温室番茄长季节栽培管理专家系统的研制

本文根据温室番茄长季节栽培技术经验，利用农业专家系统开发平台（单机版）PAID4．0，开发温室番茄长季节栽培管理专家系统。本系统包括番茄栽培管理、病虫害防治模块、248条规则。通过将专家研究成果与计算机的结合为温室番茄长季节高效栽培技术的推广提供了广阔的应用前景。     

基于蔗糖产量时域变化的温室番茄光合作用的模拟与验证

为了使基于过程的作物模型(Based on Process Model,BPM)和基于结构的作物模型(Structure Model,SM)更好的衔接。该研究依据温室番茄的生理特性,分析了单位叶面积蔗糖产量与光合有效辐射的关系,建立了单位叶面积蔗糖产量子模型;利用有效叶面积与有效积温的关系公式,建立了有效叶面积的预测模型。将二者整合,构建了基于蔗糖的温室番茄光合作用模型并采用独立的试验数据对模型进行了验证。结果表明,单位叶面积蔗糖产量的预测结果的决定系数R~2和RMSE分别为0.98和0.95 g/m~2;有效叶面积的预测结果的R~2和RMSE为0.96和0.02 m~2;单株蔗糖产量的预测结果的R2和RMSE为0.97和48.58 mg/株。该文提出的有效叶面积初步解决了番茄因不断摘除老叶导致叶面积发展规律不断被打破导致无法准确模拟的问题,所建立的光合作用模型初步实现了基于过程的作物生长模型和基于结构的生长模型的有效融合;     

黄瓜温室栽培管理专家系统的研究

黄瓜是设施蔬菜栽培的主要作物之一。但实际生产中专家的不足制约着黄瓜产量与品质的提高。该研究应用人工智能专家系统原理和面向对象的设计方法，采用Visual Basic语言研究开发出了黄瓜温室栽培管理专家系统。该系统是一个针对温室黄瓜栽培管理、病虫害识别与防治的计算机辅助决策系统，可缓解生产中专家供不应求的矛盾。     

农业病虫害预测预报专家系统平台的开发

详细介绍了农业病虫害预测预报专家系统平台的设计与开发，包括系统的整体结构与功能设计、系统知识库的设计与知识组织模型、系统各功能模块的设计及系统的特点等。系统主要由专家知识库、系统推理机、预测预报模块、知识库管理模块、案例库管理模块和预测结果解释模块等构成，以数据库形式来存放有关的专家知识，共定义10个数据表，各表间形成了特定的关联关系，使得表中所包含的有关知识描述、特征临界值、生成的判别条件及发生等级间构成一种网状模型。系统采用了基于专家知识的前向型推理与基于案例的推理(Case-Based Reasoning, CBR)相结合的方式进行预测推理。各模块的用户界面采用“向导”或其它提示方式引导用户完成专家知识库的维护、用户数据输入、推理确认、病虫害预测预报结果显示、案例库管理(包括案例确认、补充信息及案例统计)及预测结果解释等操作。系统具有开放、自学习、易操作等特性，可广泛应用于农业、林业等病虫害预测预报专家系统的构建。     

基于作物生长和控制成本的温室气候控制决策支持系统

根据试验和观察获得的数据建立了温室作物生长模拟模型、温室的环境调控的技术效果模型和温室的环境调控成本模型,并建立相应的模型库;通过收集资料和专家经验建立了温室环境调控的知识库。以温室生产的“产出投入比”最大为目标,综合利用模型预测功能和知识库系统的推理功能,建立了温室环境调控决策支持系统。系统能够根据温室内外的环境信息、作物生长信息和温室调控设备状态信息给出温室环境调控实时最优的温度、湿度、光照和CO₂浓度等参数,并提供相应的调控方案。     

水土保持生态效应评价专家系统研发

水土保持生态效应评价已成为当前水土保持研究的热点.水土保持生态效应评价的目的是通过对水土保持各类单项或综合治理措施生态效应的评价,为政府部门决策提供依据.目前,亟需研发专门的水土保持生态效应评价专家系统对这一领域积累的大量的专家知识进行快速、智能评价.本文在收集整理大量领域专家知识的基础上,采用产生式规则构建了水土保持生态效应评价知识库,并利用可视化开发程序语言VC++将专家系统技术与地理信息系统技术相互集成,研制开发了一个界面友好、操作简单的水土保持生态效应评价专家系统,旨在为水土保持生态效应评价提供高效、智能的决策工具.     

融合粗糙集和证据理论的温室环境控制推理决策方法

针对温室环境控制专家决策的需求,该文提出了一种融合粗糙集和证据理论的推理方法,建立基于粗糙集和证据理论的决策模型,模型推理流程包括连续属性离散化、专家决策表形成、属性约简、证据组合推理。首先采用模糊C均值聚类方法离散连续的环境指标数据,利用基于信息熵的属性约简算法对决策表进行优化,剔除专家知识中的冗余成分,然后引入证据理论组合优化后的指标,最后依据基于基本可信度分配的决策,判定温室应采取的控制方法。实例研究表明该方法能有效提高控制决策可信度,减小决策的不确定性,将其应用于温室环境控制决策具有可行性。     

基于模糊规则提升理论的马病辅助诊断专家系统

为解决中国马产业发展过程中马病兽医专家严重缺乏的问题,该文在系统地挖掘马病专家临床经验与诊断思维的基础上,全面改进了传统的专家系统推理机制与知识表示方法,采用对象-属性-值三元组法(object-attribute-value,O-A-V三元组法)对马病知识进行表示,应用置信系数多值逻辑对知识模糊性进行评价,并在系统中集成模糊规则提升理论(fuzzy rule promotion theory),利用该机制不断调整提升置信系数(promote confidence factor,PCF),进而实现规则置信度的动态、实时调整与优化。最终采用Microsoft.Net操作平台,SQL Server 2008数据库管理工具,研制开发了基于B/S结构的马病辅助诊断专家系统。结果应用临床上已经确诊的大量病例对系统的规则置信度进行动态调整,通过13次样本病例测试,系统诊断符合率由原来的56.47%提高并维持在92.28%。结果表明,该文采用的置信系数多值逻辑知识评价方法与模糊规则提升理论可显著提高系统诊断准确率,为马病辅助诊断专家系统的临床应用奠定了基础,同时也为开发其他动物疾病的诊断专家系统提供了新的思路。     

GIS支持的土壤适宜性评价专家系统的实现

采用地理信息系统为平台，建立了一个由数据库、知识库、推理机和人机界面所构成的专家系统．系统调用有关知识，通过推理模拟专家的评价过程．解决了传统的土壤适宜性评价方法所存在的计算复杂、定位困难等问题．试验性运用证明该系统稳定可靠．     

基于作物响应的温室环境SVMR控制仿真

在温室环境控制中,传统的根据专家经验的设定值确定控制的目标,由于经验的局限性和作物生长的适应性等原因而不能准确确定设定值,影响温室生产的效率。该文采用仿真模型,研究根据作物响应自动确定控制目标的温室环境控制方法。根据作物生长模型和温室环境变化模型采用遗传算法自动确定温室环境的设定值,采用稳定性、鲁棒性好的OS-LSSVMR(在线稀疏最小二乘支持向量机回归)内模控制进行温室环境控制。通过仿真,在相同室外条件下,基于作物响应的温室环境控制方法消耗的能量更少,作物的干质量增加的更多,控制的精度更高。说明了该方法     

基于作物模型的温室环境管理系统设计与实现

为改进温室环境管理系统的性能,获取实时动态生成的决策信息,建立了基于作物模型的温室环境管理系统。在借鉴前人先进研究成果的基础上,通过实验建立了简化的温室番茄和黄瓜作物生长模型;其次,通过收集资料和专家经验建立了温室环境管理知识库;最后,应用农业环境实时监测数据,综合利用模型预测和知识推理建立了温室环境管理决策支持系统。通过实际运行表明,系统可实时动态输出室内温度、光照等参数的优化值及其它相关辅助决策信息,通过进一步完善可望取得更好的应用前景。     

农业资源高效利用模式优化与技术体系集成辅助专家系统的初步设计

基于对不同类型区农业资源高效利用模式优化与技术体系集成及专家系统的内涵和特点的认识,针对我国农业资源高效利用与规划管理的实质,探讨了农业资源高效利用模式优化与技术体系集成辅助专家系统（ＡＲＡＥＳ）的设计。在剖析了ＡＲＡＥＳ的总体目标和具体任务的基础上,从人员组成、硬件／软件系统、数据库、知识库、方法库、模型库等方面,阐述了系统的组成;从系统基本功能和应用功能方面,论述了ＡＲＡＥＳ的系统功能设计。从目前系统设计中存在的问题与困难等方面,分析了ＡＲＡＥＳ系统实现的可行性、艰巨性及其途径。